《计算机网络》是计算机应用专业的重要专业必修课。本课程是作者多年教学实践与课程改革的经验与总结,注重以计算机网络各层核心协议工作原理、实现标准为主线,以提升学习者探索兴趣为先导,从应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,至顶向下地梳理TCP/IP的核心协议所解决的核心科学问题,循序渐进地剖析通信子网中重要设备(路由器、交换机等)的配置及使用的技术细节。
课程建设团队按照研究计划及时启动,着手进行综合启发式教育理念实践模式系统研究:
(1)重点调整计算机网络课程关键实验教学方法,开展跨高校融合式计算机网络实验教学改革实践研究。
(2)完成撰写相关教材《计算机网络》、《物联网射频识别技术》和《Android高级编程技术》,清华大学出版社出版发行。
(3)研发完成基于射频识别技术的课堂刷卡考勤系统,并进行了计算机软件著作权登记(2014SRBJ0883),取得自主知识版权保护。
(4)多年坚持本科生SRTP创新创业项目驱动式教学,积极指导选课学生参与课内外科技竞赛,并获得国家级、省部级奖励。
(5)2016年10月,《计算机网络》通过北京科技大学第四批研究性示范课程建设验收,2017年1月获得北京科技大学颁发的示范课程荣誉证书。
教学目标:通过本课程的学习,使学生能够对计算机网络原理与技术有一个系统的、全面的了解;掌握计算机网络的概念、组成和体系结构,初步掌握数据通信、各层网络协议和网络互连等方面的基本理论和实现技术;培养一定的分析问题和解决问题的能力,为学习其他课程以及从事计算机网络的研究、开发及管理夯实基础。
本课程可以作为计算机科学与技术专业高年级本科必修,也可供物联网工程、电子科学与技术、控制工程、通信工程、信息安全、智能科学与技术等相关专业本科生学习及研究生选修。建议授课学时安排如下。
第一章 绪论(5学时)
1.1 计算机网络的历史发展
1.2 计算机网络的基本概念
1.3 计算机网络的组成
1.4 计算机网络体系结构与协议
1.5 TCP/IP体系结构
第二章 应用层(10学时)
2.1 域名解析系统DNS
2.2 文件传送协议FTP
2.3 网络文件系统NFS
2.4 简单文件传输协议TFTP
2.5 远程终端协议TELNET
2.6 电子邮件
2.7 WWW协议
2.8 引导程序协议 BOOTP 与动态主机配置协议 DHCP
2.9 网络管理
2.10 网络应用进程接口
第三章 传输层(4学时)
3.1 传输层协议概述
3.2 TCP/IP 体系中的传输层
3.3 用户数据报协议 UDP
3.4 传输控制协议 TCP
第四章 网络层(12学时)
4.1 IPv4
4.2 IPv4地址的有效利用技术
4.3 IP分组交付和路由选择协议RIP
4.4 最短路径优先协议OSPF
4.5 外部网关协议
4.6 地址解析协议
4.7-上 路由器与第三层交换
4.7-中 路由器的接口配置
4.7-下 路由器的DHCP功能及其配置
4.8-4.9 Internet控制报文协议和IP组播与Internet组管理协议
4.10 IPv6与IPSec(上)
4.10 IPv6与IPSec(下)
第五章 数据链路层(6学时)
5.1 数据链路层概述
5.2 停止等待协议(上)
5.2 停止等待协议(下)
5.3 连续 ARQ 协议
5.4 面向比特的链路层协议 HDLC
5.5 Internet的点对点协议 PPP
第六章 物理层(10学时)
6.1 物理层主要功能
6.2 Ethernet的工作原理
6.3 CSMA-CD 协议
6.4 Ethernet的连接方法
6.5 Ethernet的 MAC 子层
6.6 局域网的扩展方式及网桥
6.7 虚拟局域网VLAN
6.8 快速以太网Fast Ethernet
6.9 无线局域网WLAN
6.10 802.11 标准中的 MAC 层
先修课程:大学计算机基础、C程序设计语言、操作系统。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
教材
1.谢希仁编,《计算机网络》,电子工业出版社,2018年.
2.王洪泊,边胜琴编,《计算机网络》,清华大学出版社,2015.
参考书
1.Andrew S.Tanenbaum & David J.Wetherall.编,《计算机网络》,机械工业出版社,2017年.
2.Douglas E. Comer编,《用TCP/IP进行网际互连第1卷:原理、协议与结构》,电子工业出版社,2009年.
3. W.R. Stevens等编,《Unix网络编程,卷1:套接字联网API》,机械工业出版社,2004年.
4. James F. Kurose & Keith W. Ross编,《计算机网络-自顶向下方法》,2019年,高等教育出版社.
问:本课程可以学习到的知识有哪些?
答:通过本课程的学习,学生们能够对计算机网络体系结构、工作原理及实现技术有一个系统深入的了解,对独立开展计算机网络常规实验操作,具备承担网路工程的设计部署与运行维护、对软硬件故障排除、网络资源安全管理的实践能力。
问:本课程学习重点在哪些知识点上?
答:课程重点包括计算机网络体系结构,协议和服务的概念,应用层的基本原理,可靠数据传输的原理,TCP、IP、ICMP和ARP等协议的主要内容,网络互连的概念,路由的基本原理,多路接入技术和以太网原理等。
问:本课程学习难点是什么?
答:课程难点包括协议和服务,域名服务,可靠传输原理,TCP协议,IP协议,路由的基本原理,网络互连的概念,网络安全。
问:本课程能力培养的目标是什么?
答:能力培养要求:掌握计算机网络应用软硬件设计,开发和应用等必须的基本技能,了解计算机网络的发展现状和发展趋势,获得相关知识,培养分析问题和解决问题的能力。课程通过每人独立完成的计算机网络常规实验操作和多人团队协作完成课程设计的悉心设计,启发和鼓励学生们在解决问题的过程中锻炼及提高各自计算机网络软硬件开发、维护等实践动手能力。